钛合金弹簧工艺优化及可靠性研究

钛合金弹簧目前已应用于航空航天、海洋船舶、汽车、石油化工等领域的设备中,是为重要设备和产品提供预紧、储能、减震等作用的关键零件,弹簧载荷力和可靠性对设备的使用性能和寿命有至关重要的影响。为增强钛合金弹簧的性能和寿命,提升设备和产品的质量,对钛合金弹簧工艺进行优化改进,提高钛合金弹簧的性能和可靠性是值得关注和研究的方向之一。      

阀门用钛合金碟形弹簧

以钛合金锻件为原材料,在传统碟形弹簧制造工艺框架的基础上对关键工艺进行了改进,设计出了适用于钛合金材料特性的碟簧制造工艺,以此工艺成功制造出符合GB/T 1972—2005一级精度要求的碟形弹簧,并成功用于某大型PTA项目。     

钛盘簧密度及弹性模量低

美国内华达钛金属公司研制了一种低成本的β钛合金，特别适用于汽车盘簧应用。这种钛合金的密度低，弹性模量低，耐蚀性极好。钛应用于汽车部件在20年前就己设想过。钛连接杆，阀门和弹簧已频繁应用于竞赛用车和售后市场。钛悬置弹簧尤其能提供许多技     

钛弹簧在汽车中的应用

随着钛材的普及,钛制品的产品越来越受到人们的喜爱,钛弹簧具有高弹性、高强度,高塑性,和钢制弹簧相比有较好的抗疲劳性。钛合金具有较高的比强、较低的弹性模量,因此是一种理想的弹簧材料。与钢弹簧相比,钛弹簧具有重量轻、体积小和共振频率高等优点,其密度和弹性模量只有钢簧的一半,而强度几乎与钢弹簧一样。由于具有这些特点,     

板弹簧真空时效处理工艺研究

针对空间用板弹簧的使用要求,开展Ti-15-3钛合金材料的真空时效处理工艺研究。通过调整时效温度和时效时间,分别对板弹簧进行时效处理。第一批次板弹簧时效温度450℃,第二批次时效温度520℃,第三批次采用双级时效(第一级温度450℃,第二级温度520℃)。对所有三个批次的板弹簧试验件进行拉伸试验,试验结果显示第一种时效处理工艺处理的ti-15-3材料获得了很高的拉伸强度,但屈服强度较差。采用第二种时效处理工艺和第三种时效处理工艺的ti-15-3材料抗拉强度和屈服强度都很高,但是第二种时效处理工艺获得的延伸率较为离散,选择第三种时效处理工艺作为板弹簧产品时效处理工艺。     

空间机器人关节电磁制动器及其实验研究

针对空间机器人可能出现的失电失控问题,设计了一种新型双面摩擦弹簧电磁制动器。该制动器结合了ERA制动器和汽车盘式制动器的优点,相比普通弹簧摩擦制动器,该制动器在相同制动压力下可提供双倍制动力矩。利用有限元法分析了制动器电磁场的静态和动态特性,验证了制动器制动性能。通过对该制动器在真空高低温环境下进行多次制动实验,得到其制动力矩随制动次数变化的关系。根据实验前后摩擦副中各摩擦表面磨损状况的对比分析,找到了制动力矩改变的原因。为了使制动器稳定工作,提出了进行钛合金制动片表面处理以及在安装之前对制动器进行充分跑合的改进措施。     

钛合金海水管路腐蚀与污损防护研究进展

总结了钛合金管路材料腐蚀和生物污损的研究进展,分析了钛合金管路腐蚀和生物污损的主要原因,并针对钛合金管路特点,提出了钛合金管路防腐防污措施。     

钛合金在航天飞行器上的应用和发展

主要介绍了高强韧钛合金、高温钛合金、低温钛合金和铸造钛合金及钛合金的先进成形技术在航天飞行器上的应用,指出了钛合金发展现状和趋势。其中对粉末冶金技术和超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术做了较详细的介绍。重点介绍了美国和俄罗斯的粉末冶金技术发展现状和我国粉末钛合金技术在多种型号产品研制中的应用情况。同时指出超塑成形/扩散连接新技术为克服钛合金成形昂贵又难以加工而受到限制的问题提供了新途径。     

钛合金的设计方法及其研究进展

根据选材判据的变化和钛合金发展重点的转变,综合评述了钛合金成分设计方法及其关键问题,提出了钛合金痧组织和工艺设计的概念及方法,从成分和组织工艺两方面分析了钛合金的设计思想及设计准则,并指出了钛合金研究的发展方向.     

钛合金表面抗氧化改性技术的研究进展

表面改性技术是提高钛合金抗氧化性的重要方法,丰富和发展了钛合金的应用领域。概述了钛合金表面改性技术的研究进展,介绍了钛合金表面氧化行为表面涂层技术和表面合金化处理技术等,并指出了钛合金表面改性技术的研究方向。     

Spring constant of fibre-reinforced plastics circular springs embedded with nickel–titanium alloy wire

This paper demonstrates, theoretically and experimentally, the feasibility of utilizing nickel–titanium alloy wires in altering the spring rates of a composite circular ring. Three-dimensional finite element analysis has been employed to study the transverse shearing effects. Reduction in spring stiffness at elevated temperatures can be prevented by inclusion of nickel–titanium alloy wire in the composite structure. The relationships between the spring stiffness at different temperatures and geometry were illustrated.     

On the use of Ti50Be40Zr10 as a spring material

A useful figure-of-merit for spring material candidates is derived and computed for a select group of iron and titanium alloys. Two commercially available amorphous alloys are shown to have considerably more attractive figures-of-merit than do several crystalline alloys. Since springs left in a stressed condition must resist stress relaxation, tests of this type were performed on an amorphous titanium alloy. The results indicate that relaxation kinetics depend upon initial heat treatment but are independent of initial applied stress. This behaviour is shown to be consistent with hyperbolic flow in the limit of low stress. A simple least-squares analysis of the relaxation kinetics yields an activation energy of 67 kJ mol–1. When used for springs, this alloy should be heat treated.A U.S. Department of Energy Facility.     

稀土元素Y对TC4钛合金力学性能的影响

为探讨稀土元素Y对TC4钛合金力学性能的影响,熔炼制备出稀土元素Y含量(质量分数)为0.3%、0.6%、0.9%的TC4-Y钛合金,然后分别检测TC4-Y钛合金的致密度、硬度、室温拉伸性能及高温拉伸性能。结果表明,随着Y元素含量的升高,合金的致密度、硬度、强度及塑性先升高后降低。当Y含量为0.3%时,TC4钛合金的硬度最高;当Y含量为0.6%时,TC4钛合金的致密度最高,强度及塑性最好。在钛合金中加入稀土元素Y后,钛合金的晶粒尺寸迅速降低。综合考虑,当稀土元素Y的含量为0.6%时,TC4钛合金的力学性能最佳。      

钛合金棒材轧制成型研究进展

钛合金的研究正向着高性能化、低成本化方向发展,但钛合金棒材轧制加工技术还不是很成熟,其产品难以满足高端市场的需求。因此,针对钛合金轧制成型特点,论述了通过改进轧制工艺和轧制方式提高钛合金棒材综合性能的方法。分析了轧制温度、变形速度、变形量、热处理方法对产品成型及组织性能的影响,阐述了步进轧机、螺旋轧机、Y型轧机、行星轧机等轧制小规格棒材的特点,并指出了钛合金棒材轧制存在的问题和今后的发展方向。     

舰船用钛及钛合金经济性分析

阐述了钛及钛合金在国内外舰船上的应用、舰船设备的建造成本、使用寿命等,通过全寿命经济性分析的方法,探讨了钛及钛合金在舰船上应用的经济性,进而提出了在舰船上采用钛及钛合金不仅可以实现设备减重、全寿命服役,提高舰船性能,而且可以满足舰船建造最经济化的要求。     

阻燃钛合金的研究和发展

综述了阻燃铁合金的阻燃机理、阻燃合全体系和阻燃性能评价方法，介绍了研究现状及发展趋势，并对我国阻燃铁合金的发展提出了一些建议。     

Ti合金在核燃料后处理设备中的应用研究进展

主要介绍了Ti合金在核燃料后处理设备中的应用研究进展.开发Ti合金替代超低碳不锈钢作核燃料后处理设备用材料已成为后处理设备用材料的发展方向.目前Ti-5Ta钛合金已在日本东海村后处理厂进行了中试运行,它的综合性能评价较好,在后处理环境中应用也最具前景.印度对其开发的Ti-5%Ta-1.8%Nb钛合金进行了腐蚀性能研究,结果表明它比普通低碳不锈钢和硝酸级不锈钢具有更好的耐蚀性.     

高温钛合金焊接研究现状及展望

综述了国内外高温钛合金焊接研究的发展现状。总结了高温钛合金的焊接特点及其对高温钛合金焊接接头热强性与热稳定性、蠕变疲劳抗性的一致性、均匀性和稳定性的要求,介绍了闪光对焊、线性摩擦焊、电子束焊接和激光焊接技术的研究现状,并对高温钛合金焊接未来研究方向进行了展望。      

表面处理对TC21钛合金与铝合金和钢电偶腐蚀行为的影响

通过测定TC21钛合金与铝合金和钢电偶电流的方法,研究了TC21钛合金与铝合金和钢在使用接触时发生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:TC21钛合金与铝合金和钢形成的电偶对极易发生电偶腐蚀,不能直接接触使用;对钛合金和铝合金分别进行阳极氧化处理可以在一定程度降低电偶腐蚀敏感性.TC21钛合金与钢形成的电偶对,电偶腐蚀行为与钢的成分有很大关系,对钛合金进行阳极氧化处理,对钢进行镀镉或镀镉-钛处理可以提高表面抗腐蚀性能,降低电偶腐蚀敏感性.当TC21钛合金与铝合金和钢接触使用时,必须采取有效的防护措施.